JP4335080B2 - Wheel support device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に指示するための車輪支持装置に関する。 The present invention relates to a wheel support device for instructing a vehicle suspension system to freely rotate a wheel.
後輪駆動型車両における前輪の如き非駆動輪を支持する車輪支持装置においては、ステアリングナックルに設けられたアクスル(ナックルスピンドル)上に2個の転がり軸受を取付け、その転がり軸受によって回転自在に支持されたアクスルハブの外径面にフランジを設け、このフランジに設けられたスタッドボルトと、これにねじ係合されるナットによってブレーキ装置のブレーキドラムおよび車輪のホイールディスクを取付けるようにしている。
また、ステアリングナックルに設けられたフランジにバックプレートを取付け、そのバックプレートによってブレーキドラムに制動力を付与する制動機構を支持するようにしている。
上記のような車輪支持装置においては、アクスルハブを回転自在に支持する転がり軸受として、負荷容量の大きい剛性の高い円すいころ軸受が用いられる。この円すいころ軸受は、アクスルとアクスルハブ間に充填されたグリースによって潤滑される。
In a wheel support device for supporting a non-drive wheel such as a front wheel in a rear wheel drive type vehicle, two rolling bearings are mounted on an axle (knuckle spindle) provided on a steering knuckle and are supported rotatably by the rolling bearing. A flange is provided on an outer diameter surface of the axle hub, and a brake drum of a brake device and a wheel disc of a wheel are attached by a stud bolt provided on the flange and a nut engaged with the stud bolt.
Further, a back plate is attached to a flange provided in the steering knuckle, and a braking mechanism for applying a braking force to the brake drum is supported by the back plate.
In the wheel support device as described above, a tapered roller bearing having a large load capacity and high rigidity is used as a rolling bearing that rotatably supports an axle hub. The tapered roller bearing is lubricated by grease filled between the axle and the axle hub.
車輪支持装置に用いられる軸受は、高速、高荷重という過酷な使用条件のため、特に、ころの大端面とつば部で軌道輪つばがすべり運動するため、潤滑グリースの潤滑油膜が破断しやすくなる。潤滑油膜が破断すると金属接触が起こり、発熱、摩擦摩耗が増大する不具合が発生する。
そのため、高速、高荷重下での潤滑性および耐荷重性を向上させ、潤滑油膜破断による金属接触を防止する必要があり、極圧剤含有グリースを使用して、その不具合を軽減している。
Bearings used in wheel support devices are subject to harsh usage conditions such as high speed and high load, and especially because the bearing ring collar slides on the large end face and collar of the roller, the lubricating oil film of the lubricating grease tends to break. . When the lubricating oil film breaks, metal contact occurs, causing a problem that heat generation and frictional wear increase.
For this reason, it is necessary to improve lubricity and load resistance under high speed and high load, and to prevent metal contact due to breakage of the lubricating oil film. The extreme pressure agent-containing grease is used to reduce the problems.
従来、高速下で、高荷重のかかる車輪支持装置の例として、ニッケル、テルル、セレン、銅、鉄の中から選択される金属を含む有機金属化合物がグリース全量に対して、20重量%以下含まれることを特徴とするグリースを封入した鉄道車両用軸受が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、ころ軸受の使用条件がdN値 10 万以上という高速条件下での潤滑など過酷になるにつれて、従来のグリースではころ軸受の使用が困難になるなどの問題がある。
車輪支持装置用ころ軸受は、内、外輪の転走面と転動体である「ころ」との間にころがり摩擦が、つば部と「ころ」との間にすべり摩擦が発生する。ころがり摩擦に比べるとすべり摩擦は大きいので、使用条件が過酷になるとつば部の焼付きが生じやすくなる。そのためグリースの交換作業等が頻繁になりメンテナンスフリー化を達成できないという問題がある。
However, as the use conditions of the roller bearing become severe, such as lubrication under a high speed condition with a dN value of 100,000 or more, there is a problem that it becomes difficult to use the roller bearing with the conventional grease.
In the roller bearing for a wheel support device, rolling friction is generated between the rolling surfaces of the inner and outer rings and “rollers” as rolling elements, and sliding friction is generated between the collar portion and “rollers”. Since sliding friction is larger than rolling friction, seizure of the brim portion tends to occur when the use conditions become severe. For this reason, there is a problem that maintenance work-free cannot be achieved due to frequent grease replacement work.
本発明における課題は、高荷重またはすべり運動が生じる状態での潤滑面での摩擦摩耗を防止し、長期耐久性に優れた車輪支持装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wheel support device that prevents frictional wear on a lubricated surface in a state where a high load or a sliding motion occurs, and is excellent in long-term durability.
本発明の車輪支持装置は、アクスルの外径面上に取付けられたグリース封入転がり軸受によって車輪と共に回転する回転部材を回転自在に支持する車輪支持装置において、上記グリース封入転がり軸受に封入するグリースは基油と、増ちょう剤と、無機ビスマスとを含み、上記増ちょう剤は、金属石けん系増ちょう剤およびウレア系化合物から選ばれた少なくとも一つの増ちょう剤であり、上記基油は、40 ℃における動粘度が 33 〜 100 mm 2 /s であり、上記無機ビスマスが、硫酸ビスマスおよび三酸化ビスマスから選ばれた少なくとも1つであり、上記グリース全体に対して 0.01 〜 15 重量%配合されていることを特徴とする。
上記基油は、ポリ-α-オレフィン(以下、PAOと略称する)油および鉱油から選ばれた少なくとも1つの油からなることを特徴とする。
上記増ちょう剤は、ウレア系化合物であることを特徴とする。
本発明の車輪支持装置は、上記グリース封入転がり軸受が、スラスト摺動面を有することを特徴とする。
Wheel supporting apparatus of the present invention is a wheel support device for rotatably supporting a rotary member which rotates together with a wheel by grease rolling bearing mounted on an outer diameter surface of the axle, the grease sealed in the grease rolling bearing A base oil, a thickener, and inorganic bismuth, wherein the thickener is at least one thickener selected from metal soap thickeners and urea compounds; kinematic viscosity at ℃ is the 33 ~ 100 mm 2 / s, the inorganic bismuth is at least one selected from bismuth sulfate and bismuth trioxide, are blended 0.01-15 wt% with respect to total the grease It is characterized by being.
The base oil is characterized by comprising at least one oil selected from poly-α-olefin (hereinafter abbreviated as PAO) oil and mineral oil.
The thickener is a urea compound.
In the wheel support device of the present invention, the grease-filled rolling bearing has a thrust sliding surface.
本発明の車輪支持装置に用いられる軸受は、無機ビスマスを使用したグリースを封入しているので、無機ビスマスが摺動界面に補給されることによって、極圧性効果を長期間持続することができる。そのため、耐摩耗性とともに、長期間耐久性の要求される車輪支持装置に好適に利用することができる。 The bearing used in the wheel support device of the present invention encloses grease using inorganic bismuth, so that the extreme pressure effect can be maintained for a long time by replenishing inorganic bismuth to the sliding interface. Therefore, it can be suitably used for a wheel support device that requires long-term durability as well as wear resistance.
極圧剤含有グリースを封入した軸受を使用することによって、高速、高荷重下での潤滑性および耐荷重性を向上させる検討を行なった結果、グリース全体に対し、添加剤として無機ビスマスを 0.01 〜 15 重量%配合したグリースを封入した転がり軸受は、無機ビスマス以外の添加剤を配合したグリースを封入した転がり軸受に比べて、高荷重およびすべり運動下で摩耗が少なく、長期耐久性能が向上することがわかった。これは無機ビスマスが無機ビスマス以外の物質よりも耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果を長時間持続することができることによるものと考えられる。本発明はこのような知見に基づくものである。 As a result of studies to improve lubricity and load resistance under high speed and high load by using bearings filled with grease containing extreme pressure agent, inorganic bismuth was added as an additive to the entire grease. Rolling bearings filled with 15% by weight of grease have less wear under high loads and sliding movements and improve long-term durability compared to rolling bearings filled with grease containing additives other than inorganic bismuth. I understood. This is presumably because inorganic bismuth has better heat resistance and durability than materials other than inorganic bismuth, and is difficult to thermally decompose, so that the extreme pressure effect can be sustained for a long time. The present invention is based on such knowledge.
本発明の車輪支持装置について、図1により説明する。図1は車輪支持装置の断面図である。図1に示すように、ステアリングナックル1にはフランジ2と、アクスル3とが設けられ、そのアクスル3の外径面上に取付けた一対の円すいころ軸受4a、4bによって回転部材としてのアクスルハブ5が回転自在に支持されている。
アクスルハブ5は、外径面にフランジ6を有し、そのフランジ6に設けたスタッドボルト7と、そのスタッドボルト7にねじ係合したナット8によってブレーキ装置のブレーキドラム9、および車輪のホイールディスク10が取付けられている。11はホイールディスク10の外径面に取付けられたリムを示し、そのリム上にタイヤが取付けられる。
The wheel support device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a wheel support device. As shown in FIG. 1, the steering knuckle 1 is provided with a
The
前記ステアリングナックル1のフランジ2にはボルト、ナットの締付けによってブレーキ装置のバックプレート12が取付けられている。バックプレート12にはブレーキドラム9に制動力を付与する制動機構が支持されるが、図では省略してある。
アクスルハブ5を回転自在に支持する前記一対の円すいころ軸受4a、4bは、アクスルハブ5内に充填されたグリースによって潤滑される。その円すいころ軸受4bから外部にグリースが漏洩したり、外部から泥水が浸入するのを防止するため、アクスルハブ 5の外側端面に円すいころ軸受4bを覆うようにしてグリースキャップ17が取付けられている。
A
The pair of
本発明の車輪支持装置の円すいころ軸受の一例について図2により説明する。図2は円すいころ軸受の一部切り欠き斜視図である。円すいころ軸受4は内輪14と外輪13との間に円すいころ16が保持器15を介して配置されている。円すいころ16は内輪14の転走面14aと外輪13の転走面13aとの間でころがり摩擦を受け、内輪14のつば部14b、14cとの間ですべり摩擦を受ける。これらの摩擦を低減するためにころ軸受用グリースが封入されている。
An example of the tapered roller bearing of the wheel support device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a tapered roller bearing. In the tapered roller bearing 4, a
本発明の車輪支持装置に封入するグリースに使用することができる無機ビスマスとしては、ビスマス粉末、炭酸ビスマス、塩化ビスマス、硝酸ビスマスおよびその水和物、硫酸ビスマス、フッ化ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、オキシフッ化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシ臭化ビスマス、オキシヨウ化ビスマス、酸化ビスマスおよびその水和物、水酸化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、リン酸ビスマス、オキシ過塩素酸ビスマス、オキシ硫酸ビスマス、ビスマス酸ナトリウム、チタン酸ビスマス、ジルコン酸ビスマス、モリブデン酸ビスマス等が挙げられるが、本発明において、特に好ましいのは、耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果の高い硫酸ビスマス、三酸化ビスマスおよびビスマス粉末である。 Examples of inorganic bismuth that can be used in the grease sealed in the wheel support device of the present invention include bismuth powder, bismuth carbonate, bismuth chloride, bismuth nitrate and hydrates thereof, bismuth sulfate, bismuth fluoride, bismuth bromide, iodine Bismuth iodide, bismuth oxyfluoride, bismuth oxychloride, bismuth oxybromide, bismuth oxyiodide, bismuth oxide and its hydrate, bismuth hydroxide, bismuth selenide, bismuth telluride, bismuth phosphate, bismuth oxyperchlorate, Examples include bismuth oxysulfate, sodium bismuth, bismuth titanate, bismuth zirconate, and bismuth molybdate. High bismuth sulfate, bismuth trioxide and bisma It is a powder.
ビスマスは、水銀を除く全ての金属中最低の熱伝導度を有し、比重 9.8 、融点 271.3 ℃の銀白色の金属である。ビスマス粉末は、比較的軟質の金属であり、極圧を受けると膜状になりやすい。そのため粉末の粒径は、グリース中に分散できる粒径であればよい。本発明の車輪支持装置に封入するグリースに使用するビスマス粉末としては、 5 〜 500 μm であることが好ましい。 Bismuth is a silver-white metal with the lowest thermal conductivity of all metals except mercury, a specific gravity of 9.8, and a melting point of 271.3 ° C. Bismuth powder is a relatively soft metal and tends to form a film when subjected to extreme pressure. Therefore, the particle size of the powder may be any particle size that can be dispersed in the grease. The bismuth powder used for the grease sealed in the wheel support device of the present invention is preferably 5 to 500 μm.
本発明の車輪支持装置に封入するグリースには、無機ビスマスを極圧剤として添加することを必須とする。この無機ビスマスは、1種類または、2種類を混合してグリースに添加してもよい。
また、無機ビスマスの添加量は、グリース全体に対し 0.01 〜 15 重量%である。好ましくは 1 〜 10 重量%である。添加量が 0.01 重量%未満では、耐摩耗性の向上効果が発揮されず、また、 15 重量%をこえると、回転時のトルクが大きくなって、発熱が増大し、回転障害を生じるためである。
It is essential to add inorganic bismuth as an extreme pressure agent to the grease sealed in the wheel support device of the present invention. One kind or two kinds of inorganic bismuth may be mixed and added to the grease.
The amount of inorganic bismuth added is 0.01 to 15% by weight based on the entire grease. Preferably, it is 1 to 10% by weight. If the amount added is less than 0.01% by weight, the effect of improving the wear resistance will not be exhibited. If the amount added exceeds 15% by weight, the torque during rotation increases, heat generation increases, and rotation trouble occurs. .
本発明の車輪支持装置に封入するグリースに使用できる基油としては、例えば、鉱油、PAO油、エステル油、フェニルエーテル油、フッ素油、さらに、フィッシャートロプシュ反応で合成される合成炭化水素油(GTL基油)などが挙げられる。この中でも、PAO油および鉱油から選ばれた少なくとも一種を使用することが好ましい。上記のPAO油としては、通常、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α−オレフィンの具体例としては、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−テトラコセン等を挙げることができ、通常はこれらの混合物が使用される。また、鉱油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等の通常潤滑油やグリースの分野で使用されているものをいずれも使用することができる。 Examples of the base oil that can be used for the grease sealed in the wheel support device of the present invention include mineral oil, PAO oil, ester oil, phenyl ether oil, fluorine oil, and synthetic hydrocarbon oil (GTL) synthesized by Fischer-Tropsch reaction. Base oil). Among these, it is preferable to use at least one selected from PAO oil and mineral oil. The PAO oil is usually an α-olefin or an isomerized α-olefin oligomer or polymer mixture. Specific examples of the α-olefin include 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1 -Nonadecene, 1-eicocene, 1-docosene, 1-tetracocene and the like can be mentioned, and usually a mixture thereof is used. Moreover, as mineral oil, what is normally used in the field | areas of normal lubricating oil and grease, such as a paraffinic mineral oil and a naphthenic mineral oil, can be used, for example.
本発明の車輪支持装置に封入するグリースに使用できる基油は、好ましくは、 40 ℃における動粘度が 30 〜 200 mm2/s である。 30 mm2/s 未満の場合は、蒸発量が増加し、耐熱性が低下するので好ましくなく、また、 200 mm2/s をこえると回転トルクの増加による軸受の温度上昇が大きくなるので好ましくない。 The base oil that can be used for the grease enclosed in the wheel support device of the present invention preferably has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 200 mm 2 / s. If it is less than 30 mm 2 / s, the amount of evaporation increases and the heat resistance decreases, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 200 mm 2 / s, the temperature rise of the bearing increases due to an increase in rotational torque, which is not preferable. .
本発明の車輪支持装置に封入するグリースに使用できる増ちょう剤として、アルミニウム、リチウム、ナトリウム、複合リチウム、複合カルシウム、複合アルミニウムなどの金属石けん系増ちょう剤、および下記式(1)のジウレア化合物が挙げられる。好ましくは、ジウレア化合物である。これらの増ちょう剤は、1種類単独で用いても2種類以上組み合わせて用いてもよい。
式(1)で表されるウレア系化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、3,3−ジメチル−4,4−ビフェニレンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、p−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
ウレア化合物は、イソシアネート化合物とアミン化合物を反応させることにより得られる。反応性のある遊離基を残さないため、イソシアネート化合物のイソシアネート基とアミン化合物のアミノ基とは略当量となるように配合することが好ましい。
基油にウレア化合物を配合して各種配合剤を配合するためのベースグリースが得られる。ベースグリースは、基油中でイソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させて作製する。
Thickeners that can be used in the grease sealed in the wheel support device of the present invention include metal soap thickeners such as aluminum, lithium, sodium, composite lithium, composite calcium, composite aluminum, and diurea compounds of the following formula (1) Is mentioned. Preferably, it is a diurea compound. These thickeners may be used alone or in combination of two or more.
The urea compound represented by the formula (1) is obtained, for example, by reaction of diisocyanate and monoamine. Diisocyanates include phenylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 3,3-dimethyl-4,4-biphenylene diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexane diisocyanate. Examples of the monoamine include octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, stearylamine, oleylamine, aniline, p-toluidine, cyclohexylamine and the like.
A urea compound is obtained by reacting an isocyanate compound and an amine compound. In order not to leave a reactive free radical, the isocyanate group of the isocyanate compound and the amino group of the amine compound are preferably blended so as to be approximately equivalent.
Base grease for blending various compounding agents by blending a urea compound with a base oil can be obtained. The base grease is produced by reacting an isocyanate compound and an amine compound in a base oil.
本発明の車輪支持装置に封入するグリースは、必要に応じて公知の添加剤をグリースに含有させることができる。この添加剤として、例えば、有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系、イオウ系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤等が挙げられる。これらを単独または2種類以上組み合せて添加することができる。 The grease to be sealed in the wheel support device of the present invention can contain a known additive in the grease as necessary. Examples of the additives include organic zinc compounds, amine-based, phenol-based, sulfur-based antioxidants, metal deactivators such as benzotriazole and sodium nitrite, and viscosity index improvers such as polymethacrylate and polystyrene. Examples thereof include solid lubricants such as molybdenum sulfide and graphite. These can be added alone or in combination of two or more.
本発明の車輪支持装置に使用できるグリースは、車輪支持装置以外の高負荷がかかる軸受にも使用することができる。 The grease that can be used in the wheel support device of the present invention can also be used in bearings that are subjected to high loads other than the wheel support device.
実施例1〜実施例8
反応容器中で、基油中に増ちょう剤を加え、3 本ロールミルを用いて均一化処理して、表1に示すLi石けん/鉱油系グリース( 40 ℃基油粘度 100 mm2/s 、混和ちょう度 220 )、ウレア/PAO系グリース( 40 ℃基油粘度 46 mm2/s 、混和ちょう度 280 )、Li石けん/エステル油系グリース( 40 ℃基油粘度 33 mm2/s 、混和ちょう度 250 )、ウレア/エーテル系グリース( 40 ℃基油粘度 100 mm2/s 、混和ちょう度 300 )を得た。さらに、極圧剤として無機ビスマスを、表1に示す割合で上記グリースに添加して、各実施例のグリースを作製した。得られたグリースにつき、以下に記す極圧性評価試験およびころ軸受試験を行なった。結果を表1に併記した。
Examples 1 to 8
In a reaction vessel, add a thickener to the base oil, homogenize it using a three-roll mill, and mix with Li soap / mineral oil grease (40 ° C base oil viscosity 100 mm 2 / s, shown in Table 1). Consistency 220), urea / PAO grease (40 ° C base oil viscosity 46 mm 2 / s, miscibility 280), Li soap / ester oil grease (40 ° C base oil viscosity 33 mm 2 / s, miscibility) 250) and urea / ether grease (40 ° C. base oil viscosity 100 mm 2 / s, blending degree 300). Further, inorganic bismuth as an extreme pressure agent was added to the above greases in the proportions shown in Table 1 to prepare greases of respective examples. The obtained grease was subjected to the following extreme pressure evaluation test and roller bearing test. The results are also shown in Table 1.
比較例1〜比較例9
反応容器中で、基油中に増ちょう剤を加え、3本ロールミルを用いて均一化処理して、表2に示すLi石けん/鉱油系グリース( 40 ℃基油粘度 100 mm2/s 、混和ちょう度 220 )、ウレア/PAO系グリース( 40 ℃基油粘度 46 mm2/s 、混和ちょう度 280 )、Li石けん/エステル油系グリース( 40 ℃基油粘度 30 mm2/s 、混和ちょう度 250 )、ウレア/エーテル系グリース( 40 ℃基油粘度 100 mm2/s 、混和ちょう度 300 )を得た。さらに、極圧剤として、有機ビスマス、MoDTCなどを、表2に示す割合で上記グリースに添加して、各比較例のグリースを作製した。得られたグリースにつき、実施例と同様にして極圧性評価試験およびころ軸受試験を行なった。結果を表2に併記した。
Comparative Example 1 to Comparative Example 9
In a reaction vessel, add a thickener to the base oil, homogenize using a three-roll mill, and mix with Li soap / mineral oil grease (40 ° C base oil viscosity 100 mm 2 / s, mixed in Table 2). Consistency 220), urea / PAO grease (40 ° C base oil viscosity 46 mm 2 / s, miscibility 280), Li soap / ester oil grease (40 ° C base oil viscosity 30 mm 2 / s, consistency) 250) and urea / ether grease (40 ° C. base oil viscosity 100 mm 2 / s, blending degree 300). Further, organic bismuth, MoDTC, and the like as extreme pressure agents were added to the above greases in the proportions shown in Table 2 to prepare greases for each comparative example. The obtained grease was subjected to an extreme pressure evaluation test and a roller bearing test in the same manner as in the example. The results are shown in Table 2.
極圧性評価試験:
極圧性評価試験装置を図3に示す。評価試験装置は、回転軸18に固定されたφ40×10 のリング状試験片19と、この試験片19と端面21て端面同士が擦り合わされるリング状試験片20とで構成される。ころ軸受用グリースを端面21部分に塗布し、回転軸5を回転数 2000 rpm、図3中右方向Aのアキシアル荷重 490 N 、ラジアル荷重 392 N を負荷して、極圧性を評価した。極圧性は両試験片のすべり部の摩擦摩耗増大により生じる回転軸18の振動を振動センサにて測定し、その振動値が初期値の 2 倍になるまで試験を行ない、その時間を測定した。
回転軸18の振動値が初期値の 2 倍になるまでの時間が長いほど極圧性効果が大となり、優れた耐熱耐久性を示す。したがってグリースの耐熱耐久性の評価は、測定された上記時間の長さにて各実施例と各比較例とを対比させて行なった。
ころ軸受試験:
30206円すいころ軸受にグリースを 3.6 g 封入し、アキシアル荷重 980 N 、回転数 2600 rpm 、室温にて運転し、回転中のつば部表面温度を測定した。運転開始後、 4 〜 8 時間までのつば部表面温度の平均値を算出した。
つば部と「ころ」との間に発生するすべり摩擦が大きくなると回転中のつば部表面温度は上昇する。そのためグリースの耐熱耐久性の評価は、測定された上記温度の高さにて各実施例と各比較例とを対比させて行なった。上記温度の高さが 70 ℃未満であることが、グリースの耐熱耐久性を有する基準とした。
Extreme pressure evaluation test:
An extreme pressure evaluation test apparatus is shown in FIG. The evaluation test apparatus is composed of a φ40 × 10 ring-shaped
The longer the time it takes for the vibration value of the
Roller bearing test:
3.620 g of grease was sealed in a 30206 tapered roller bearing, the bearing was operated at an axial load of 980 N, a rotational speed of 2600 rpm, and room temperature, and the surface temperature of the collar part during rotation was measured. After the start of operation, the average value of the collar surface temperature for 4 to 8 hours was calculated.
When the sliding friction generated between the collar portion and the “roller” increases, the surface temperature of the rotating collar portion increases. Therefore, the heat resistance durability of the grease was evaluated by comparing each example with each comparative example at the measured temperature. The above-mentioned temperature height was less than 70 ° C., which was the standard for the heat resistance and durability of grease.
表1および表2においてLi石けん/鉱油系グリースのデータを、各実施例と各比較例とを対比すると、極圧剤の種類では、有機ビスマスよりも無機ビスマスが、極圧性評価試験およびころ軸受試験において優れた耐熱耐久性を示した。
実施例2および比較例5において、三酸化ビスマスは、有機ビスマスに比して約 3 倍の耐熱耐久性を示すことがわかる。これらのことから無機ビスマスが有機ビスマスよりも耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果を長時間持続することができることによるものと考えられる。
また、硫酸ビスマス、三酸化ビスマスおよびビスマス粉末の中では、ビスマス粉末が最も良好な耐熱耐久性を示した。
In Tables 1 and 2, the data of Li soap / mineral oil grease is compared between each example and each comparative example. In the type of extreme pressure agent, inorganic bismuth is more than organic bismuth. The test showed excellent heat durability.
In Example 2 and Comparative Example 5, it can be seen that bismuth trioxide exhibits a heat durability of about 3 times that of organic bismuth. From these facts, inorganic bismuth is superior to organic bismuth in heat resistance and resistance to thermal decomposition, so it is considered that the extreme pressure effect can be maintained for a long time.
Among bismuth sulfate, bismuth trioxide and bismuth powder, bismuth powder showed the best heat resistance and durability.
実施例2、実施例5および実施例6に示すように、三酸化ビスマスの添加量が 1、5 、15 重量%と増加するにつれて極圧性効果が増加する傾向を示すが、三酸化ビスマスの添加量を 15 重量%と添加量 5 重量%の 3 倍に増加させても、極圧性効果の増加は約 1.4 倍に留まる。これは三酸化ビスマスの添加量が 15 重量%に近づくと、回転時のトルクが大きくなって、発熱が増大し、回転障害を生じる傾向にあるためと考えられる。 As shown in Example 2, Example 5 and Example 6, the extreme pressure effect tends to increase as the amount of bismuth trioxide added increases to 1, 5 and 15% by weight. Even if the amount is increased to 3 times the 15% by weight and 5% by weight added, the increase in extreme pressure effect is only about 1.4 times. This is probably because when the amount of bismuth trioxide added approaches 15% by weight, the torque during rotation increases, heat generation increases, and rotation failure tends to occur.
表1および表2においてウレア/PAO系グリース、Li石けん/エステル油系グリース、ウレア/エーテル系グリースのデータを、各実施例と各比較例とを対比すると、ウレア/PAO系グリースの場合、極圧剤の種類では、有機ビスマスよりも硫酸ビスマスおよび三酸化ビスマスといった無機ビスマスが優れた耐熱耐久性を示す。実施例3、実施例4および比較例7に示すように、硫酸ビスマスは有機ビスマスに比して約 3 倍の耐熱耐久性を示し、三酸化ビスマスは有機ビスマスに比して約 4 倍の耐熱耐久性を示すことがわかる。これは無機ビスマスが有機ビスマスよりも耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果を長時間持続することができることによるものと考えられる。 In Tables 1 and 2, the data of urea / PAO grease, Li soap / ester oil grease, and urea / ether grease are compared with each of the examples and comparative examples. In the type of pressure agent, inorganic bismuth such as bismuth sulfate and bismuth trioxide exhibits superior heat resistance and durability than organic bismuth. As shown in Example 3, Example 4 and Comparative Example 7, bismuth sulfate has a heat resistance of about 3 times that of organic bismuth, and bismuth trioxide has a heat resistance of about 4 times that of organic bismuth. It turns out that it shows durability. This is presumably because inorganic bismuth is superior to organic bismuth in heat resistance and resistance to thermal decomposition, so that the extreme pressure effect can be maintained for a long time.
また、実施例7および比較例3に示すように、Li石けん/エステル油系グリースの場合、硫酸ビスマスを極圧剤として用いると極圧剤を使用しない場合に比して約 13 倍の耐熱耐久性を示した。
また、実施例8および比較例4に示すように、ウレア/エーテル系グリースの場合、三酸化ビスマスを極圧剤として用いると極圧剤を使用しない場合に比して約 6 倍の耐熱耐久性を示した。以上のことから、硫酸ビスマスおよび三酸化ビスマスといった無機ビスマスが極圧性効果を長時間持続することがわかる。
Further, as shown in Example 7 and Comparative Example 3, in the case of Li soap / ester oil based grease, heat resistance and durability is about 13 times higher when bismuth sulfate is used as an extreme pressure agent than when no extreme pressure agent is used. Showed sex.
In addition, as shown in Example 8 and Comparative Example 4, in the case of urea / ether grease, when bismuth trioxide is used as an extreme pressure agent, the heat durability is about 6 times that when no extreme pressure agent is used. showed that. From the above, it can be seen that inorganic bismuth such as bismuth sulfate and bismuth trioxide maintains the extreme pressure effect for a long time.
本発明の車輪支持装置は、耐熱耐久性に優れた無機ビスマスを使用したグリースを封入しているので、極圧性効果を長期間持続することができる。そのため、耐摩耗性とともに、長期間耐久性の要求される鉄道車両、建設機械、自動車電装補機などに好適に利用することができる。 Since the wheel support device of the present invention encloses grease using inorganic bismuth excellent in heat resistance and durability, the extreme pressure effect can be maintained for a long period of time. Therefore, it can be suitably used for railway vehicles, construction machines, automobile electrical accessories and the like that are required to have long-term durability in addition to wear resistance.
1 ステアリングナックル
2 フランジ
3 アクスル
4 円すいころ軸受
5 アクスルハブ
13 外輪
14 内輪
15 保持器
16 円すいころ
18 回転軸
19、20 リング状試験片
21 端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記増ちょう剤は、金属石けん系増ちょう剤およびウレア系化合物から選ばれた少なくとも一つの増ちょう剤であり、
前記基油は、40 ℃における動粘度が 33 〜 100 mm 2 /s であり、
前記無機ビスマスが、硫酸ビスマスおよび三酸化ビスマスから選ばれた少なくとも1つであり、前記グリース全体に対して 0.01 〜 15 重量%配合されていることを特徴とする車輪支持装置。 In the wheel supporting device for rotatably supporting a rotary member which rotates together with a wheel by grease rolling bearing mounted on an outer diameter surface of the axle, grease sealed in the grease rolling bearing and base oil, a thickener , Including inorganic bismuth,
The thickener is at least one thickener selected from metal soap thickeners and urea compounds,
The base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 33 to 100 mm 2 / s,
The wheel support device according to claim 1 , wherein the inorganic bismuth is at least one selected from bismuth sulfate and bismuth trioxide, and is blended in an amount of 0.01 to 15% by weight based on the whole grease.
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